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発明の名称 基板の反り防止治具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−36230(P2001−36230A)
公開日 平成13年2月9日(2001.2.9)
出願番号 特願平11−205806
出願日 平成11年7月21日(1999.7.21)
代理人 【識別番号】100078499
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 (外2名)
【テーマコード(参考)】
5E319
【Fターム(参考)】
5E319 AC03 BB05 CC33 CD04 CD29 CD46 
発明者 清水 富夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 フレームに固着されてこのフレームから直角に突出するとともに、基板に設けた孔にそれぞれ嵌入する少なくとも2本のピンを有するとともに、これらのピンの内の少なくとも1本のピンにはこれを外側に引っ張る引張力を付与してこのピンを引張力の方向に若干移動可能にフレームに装着し、この引張力を付与したピンを介して基板の面に沿ってその外側に向かう張力を基板に付与し得るように構成したことを特徴とする基板の反り防止治具。
【請求項2】 〔請求項1〕に記載する基板の反り防止治具において、フレームの長さを伸縮可能に形成して2本のピン間の距離を自由に調整可能に構成したことを特徴とする基板の反り防止治具。
【請求項3】 〔請求項1〕に記載する基板の反り防止治具において、フレームを基板の4辺に沿う形状として当該基板の中心に対して放射方向外側に向かう引張力を付与する多数のピンを設けたことを特徴とする基板の反り防止治具。
【請求項4】 フレームに固着されてこのフレームから直角に突出するとともに、基板に設けた孔にそれぞれ嵌入する少なくとも2本のピンを有するとともに、当該基板の反り防止治具を基板に装着した状態で基板とともに加熱した場合、フレームがこれに固有の熱膨張係数に基づき軸方向に伸び、前記ピンを介して基板の面に沿い、その外側に向かう張力を基板に付与し得るように構成したことを特徴とする基板の反り防止治具。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基板の反り防止治具に関し、特に薄型基板のマウント・リフロー工程に適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】プリント基板に電子部品を実装するマウント工程乃至リフロー工程において、各工程で生じる熱や電子部品実装にかかる応力等によりプリント基板に反り乃至捩じれを生起することがある。完成基板におけるかかる反り乃至捩じれの発生は、両面基板の後面での半田印刷及び部品装着において不良を発生させていた。また、組立時には、基板及び部品に反り乃至捩じれに起因するストレスが常にかかるという問題がある。
【0003】かかる反り乃至捩じれを防止する従来技術として特開平7−154065号公報に開示する技術がある。当該技術は、プリント基板の反り乃至捩じれを確実に防止及び矯正することを目的とするもので、図3に示すように、プリント基板2の所定位置に設けられた位置決め孔に対応する位置に突起部5を有する第1挾持部材1と、この第1挾持部材1の突起部4と嵌合する孔を有する第2挾持部材3と、前記第1挾持部材1と第2挾持部材3とでプリント基板2を挾持し、両者を固定する固定部材6を具備し、前記第1挾持部材1と第2挾持部材3にそれぞれ電子部品実装用の窓を設けるというものである。すなわち、プリント基板を治具プレートに挟み込んで当該プリント基板の反り乃至捩じれを防止するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の如くプリント基板を治具プレートに挟み込む方式においては、治具プレートからでる開口部の形状によって矯正基板が限定されてしまい汎用性に乏しいという問題がある。
【0005】本発明は、上記従来技術に鑑み、基板の反り乃至捩じれを有効に防止し得、汎用性にも優れる基板の反り防止治具を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴とする。
【0007】1)フレームに固着されてこのフレームから直角に突出するとともに、基板に設けた孔にそれぞれ嵌入する少なくとも2本のピンを有するとともに、これらのピンの内の少なくとも1本のピンにはこれを外側に引っ張る引張力を付与してこのピンを引張力の方向に若干移動可能にフレームに装着し、この引張力を付与したピンを介して基板の面に沿ってその外側に向かう張力を基板に付与し得るように構成したこと。
【0008】2)上記1)に記載する基板の反り防止治具において、フレームの長さを伸縮可能に形成して2本のピン間の距離を自由に調整可能に構成したこと。
【0009】3)上記1)に記載する基板の反り防止治具において、フレームを基板の4辺に沿う形状として当該基板の中心に対して放射方向外側に向かう引張力を付与する多数のピンを設けたこと。
【0010】4)フレームに固着されてこのフレームから直角に突出するとともに、基板に設けた孔にそれぞれ嵌入する少なくとも2本のピンを有するとともに、当該基板の反り防止治具を基板に装着した状態で基板とともに加熱した場合、フレームがこれに固有の熱膨張係数に基づき軸方向に伸び、前記ピンを介して基板の面に沿い、その外側に向かう張力を基板に付与し得るように構成したこと。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施の形態を示す図で、(a)は平面図、(b)はその右側面図、(c)はそのA部を抽出して示す拡大図である。これらの図に示すように、当該反り防止治具は、棒状のフレーム11とこれの両端部でフレーム11に装着されてこのフレーム11から直角方向に突出する2本のピン12、13を有している。基板14は部品を実装する際等の位置決め用の基準孔14a、14bを有するとともに、クリームハンダ印刷工程乃至リフロー工程等の部品の実装工程では、図1(a)中の上下両端部を介しチェーン(図示せず。)に載置して搬送するようになっている。また、基板14には、上記実装工程における基板14の反り乃至捩じれを防止すべく当該反り防止治具を装着するための孔14c、14dを有している。すなわち、各孔14c、14dにピン12、13を嵌入して当該反り防止治具を装着するようになっている。なお、本形態に係る基板14においては反り防止治具を装着するための孔14c、14dが基板14の左右両端部に2対設けてある。ここでピン12、13には、これらをそれぞれ外側に引っ張る引張力を付与し、各ピン12、13を介して基板14の面に沿ってその外側に向かう張力をこの基板14に付与し得るように構成してある。
【0013】さらに詳言すると、図1(b)のA部を抽出した同図(c)に示すように、ピン12はフレーム11の端部に設けた孔11aを貫通するとともに、その上端部に一体的に設けたフランジ部12aを介してビス15、16でフレーム11に固定してある。このとき、ビス15、16はフランジ部12aに設けた孔12b、12cを貫通するとともに、各孔12b、12cの径はビス15、16の径よりも若干大きく形成してある。同時に、孔11aの径もピン12の径よりも若干大きく形成してある。この結果、各孔12b、12cとビス15、16との間の間隙及び孔11aとピン12との間の間隙の分だけフレーム11の面に沿って図1(a)中上下方向に移動可能となっている。ピン12のフラジ部12aの上面中心部及びフレーム11の端部にはバネ止めピン17、18が設けてあり、各バネ止めピン17、18に引張りバネ19の両端部を係止してあり、ピン12に対して図1(a)中下方(基板14の外側)に向かう引張り力を付与するようになっている。
【0014】ピン12に関する上述の構成はピン13に関しても全く同様である。すなわち、ピン13はフランジ部13aを介してビス20、21で、ピン12と同様にフレーム11に固定してあり、バネ止めピン22、23を介して係止する引張りバネ24のバネ力で図1(a)中上方(基板14の外側)に向かう引張り力を付与するようになっている。
【0015】上記反り防止治具は基板14に設けた対となる2つの孔14c、14dにピン12、13を嵌入することにより、この基板11に装着する。このとき、孔14c、14dは基板14の図1(a)中、左右の両端部に2対設けてあるので、基板11の左右両端部で2組の反り防止治具を装着する。
【0016】かかる装着状態ではピン12、13を介して引張りバネ19、24のバネ力が基板14に作用するので、この基板14には図1(a)中、上下方向に関して基板14の外側に向かう引張り力が作用する。すなわち、例えばリフロー工程における加熱の際に発生する反り等の原因となる応力をキャンセルするためのプリテンションが付与された状態となっている。この結果、リフロー工程等、加熱工程を含む実装工程において上記上下方向に関する基板11の反り等を有効に防止することができる。ちなみに、この上下方向に直交する左右方向に沿う端部(図1(a)中の上下両端部)は搬送用のチェーン等に載置してあるため当該方向に関する反り等は然程考慮する必要はない。
【0017】なお、上記実施の形態において、ピン12、13の数は任意であり、また引張り力を付与するピンはピン12、13の何れか一方であっても良い。さらに、上記実施の形態に係る反り防止治具におけるフレーム11の長さを伸縮可能に形成して2本のピン間の距離を自由に調整可能に構成しても良い。この場合には、一種類の反り防止治具で孔14c、14d間の距離が異なる複数種類の基板14に適用し得、その分さらに汎用性に優れたものとなる。すなわち、孔14c、14dの間隔に合わせてピン12、13間の距離を調節すれば良い。
【0018】図2は本発明の第2の実施の形態を示す図で、(a)は平面図、(b)はその右側面図である。これらの図に示すように、当該反り防止治具は、棒状のフレーム31とこれの両端部でフレーム31に装着されてこのフレーム31から直角方向に突出する2本のピン32、33を有している。すなわち、図1に示す第1の実施の形態におけるフレーム11とピン12、13とに対応する部品を有するではあるが、当該第1の実施の形態に係る引張りバネ19、24は有しない。引張りバネ19、24による引張り力はフレーム31の熱膨張により得るようにしたものである。すなわち、フレーム31は基板14よりも熱膨張係数が大きい材質のもので形成してある。基板14を紙フェノール基材及び紙エポキシ基材で形成した場合には、例えばアルミニウムが好適である。本形態に係る反り防止治具は、アルミニウム等で形成したフレーム31にピン32、33を圧入又は螺子止めにより固着してある。
【0019】上記第2の実施の形態に係る反り防止治具も、図1に示す第1の実施の形態に係る反り防止治具と同様に基板14に装着する。かかる状態で実装工程で加熱された場合、フレーム31が熱膨張により基板14以上に伸びるので、基板14には孔14c、14dを介してこれの外側に向かう引張り力が作用する。この結果、第1の実施の形態と同様に、実装工程における基板14の反り乃至捩じれが有効に防止される。
【0020】なお、上記第1及び第2の実施の形態においては、棒状のフレーム11、31にピン12、13、32、33を設けたものを用いたが、フレームの形状はこれに限るものではない。フレームを基板14の4辺に沿う形状として当該基板14の中心に対して放射方向外側に向かう引張力を付与する多数のピンを設けても良い。すなわち、各ピンに第1の実施の形態と同様に引張りバネにより基板14の外側に向かう引張り力を付与するように構成するとともに、各引張りバネによる引張り力の方向を適宜変化させることにより、放射方向外側に向かう引張り力を基板14に作用させることができる。この場合に引張り力が作用する全方向における基板14の反り乃至捩じれを有効に防止することができる。
【0021】
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明によれば、どの工程でも基板に反り乃至捩じれが発生しないので安定したクリームハンダ印刷、部品装着、リフローが可能となり、結果的に実装不良の低減を図ることができる。また、両面リフロー基板の先行面にのみ使用した場合でも、リフロー後に反りが無いため、後面でのクリームハンダ印刷、部品装着が安定する。さらに、実装後の組付では、基板が反っていないため、基板及び部品に反り乃至捩じれ等のストレスが常にかかるようなことはなくなり、信頼性が向上する。
【0022】しかも、実装工程における上述の如き優れた効果を汎用性のある治具で実現し得る。すなわち、当該反り防止治具のピンを嵌入する孔を設けておくだけで、当該基板の大きさ等に制限されることなく反り防止治具として有効に作用させることができる。




 

 


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